6.2. Қара бидай ашымалының және қамырының микроорганизмдері

Қара бидай ашымалында ашытқы мен қышқыл түзгіш бактериялар бар. Қара бидай ашымалында ашытқы өндірістік циклдің бірінші фазасында оларды қоспаса да кездеседі. Бұл ашымалға ұн, су немесе ауамен түсіп, қолайлы қоректік орта болып табылатын ашымалда көбейетін ашытқылар.

Қара бидай ашымалындағы ашытқы микроорганизмдерін зерттеумен бірқатар зерттеушілер айналысады. Қара бидай ашымалында Sacch. сerevisiae және әртүрлі жабайы ашытқылармен қатар Sacch.minor. ашытқысы да кездеседі. Олар - көбею температурасы омтимал 25^оС және қышқылдығы 9-12 град ұсақ, домалақ немесе сопақша келген ашытқылар. Олар глюкоза, фруктоза, сахарозаны ашытады, бірақ мальтозаны ашытпайды. Алайда, көп зерттеушілердің айтуынша ашытқының бұл түрі қара бидай қамырына тән, бірақ таралуы, ашу уақыты, ашу қарқындылығына қарай негізгі орынды жоғары қышқылдыққа икемделген үлкен клеткалы, сопақша формалы ашытқы. Sacch. сerevisiae алады.

Ашымал мен қамыр микроорганизмдерін зерттеу барысында зерттеушілер осы нысандардан әртүрлі қышқыл түзгіш бактериялардың өкілін бөліп алған.

Бұл анықталған айтарлықтай өзгермелілікті қамырда және ашымалдағы қышқыл түзгіш бактериялардың физиологиялық және биохимиялық қасиеті және морфологиялық көрсеткіші деуге болады.

Бұл қышқыл түзгіш бактериялардың қасиеті мен белгілері ашымалға енгізудің жағдайы мен құрамына, культивирлеу және бөлініп алынған бактерияны зерттеу кезіндегі қабылданған бөліп алу әдісіне, орта құрамына, жағдайына, өнімнің жасына байланысты өзгеріп отырады.

Қара бидай ашымалы мен қамырының қышқыл түзгіш бактерияларын классификациялаумен көптеген зерттеушілер, соның ішінде Кнудсен, Селибер, Шпихер және т.б айналысқан.

Қара бидай ашымалы мен қамырына тән қышқыл түзгіш бактериялар, негізінен 2 топқа бөлінеді:

1. Гомоферментативті, сүт қышқылының негізін құрайтын, сүт қышқылды бактериялары.

Бұл топта сүт қышқылды бактериялармен қатар қышқыл түзгіш бактериялардың негізгі санын құрайтын ұшқыш қышқыл (негізінен сірке қышқылы) түзеді. Бұл бактериялардың газ түзу қабілеті жоқ. Бұл топ бактериялары екі топшаға бөлінеді. Біріншісіне температуралық оптимумы 25-35^оС мезофильді бактериялар Lactobacillus plantarum жатады.

Екінші топшаға оптимумы 40-55^оС термофильді бактериялар жатады. Бұларға Дельбрюктің бактериясы жатады. Бұл бактериялар ашымал мен қамырда тек қышқыл түзу рөлін атқарады. Ал қамырды қопсытуға қатыспайды, себебі газ түзбейді.

2. Сүт қышқылымен бірге көп мөлшерде ұшқыш қышқылдар (негізінен сірке қышқылы) және газ (негізінен көмірқышқыл газы) және аз мөлшерде спирт түзетін Гетероферментативті, сүтқышқылды бактериялар.

Бұл топтағы бактериялардың оптимум температурасы 30-35^оС аралықта. Бұл бактериялар ашымал мен қамырда қышқыл түзумен қатар, қара бидай қамырының қопсуы кезінде маңызды рөл атқаратын энергетикалық газ түзгіш болып та табылады.

Ашымал мен қамырда түзілетін сірке қышқылының негізгі саны, осы бактериялардан түзіледі.

Қара бидай қамырында және ашымалында екі топтың қышқыл түзгіш бактерияларымен қатар сүт қышқылы бактериялары, ұшқыш қышқыл және газ түзетін (сутегі, азот және диоксид көміртегі) басқа топ бактериялары да кездеседі.

Алайда, ашымалды жаңарту және қамырға ұн қосу кезінде енетін бұл бактериялар ашымал үшін тән емес. Ашымалға үздіксіз қосылу кезінде бұл бактериялар басылып, бастапқы екі топ бактериялар әсерінен ығыстырылады.

Қара бидай ашымалы мен қамырындағы микроорганизмдердің жеке түрлерінің рөлі неде деген көптеген ортақ сұрақтар туындайды.

Ашымалда дайындалған қара бидай қамырын қопсытуда гетероферментативті сүт қышқылды бактериялары және ашытқының рөлі қандай?

Кейбір зерттеушілер (мысалы Холлигер және В.А.Николаев) қышқыл түзгіш бактериялардың қамырды қопсытудағы рөлінің соншалықты маңызды екенін теріске шығарды. Олардың айтуынша, қара бидай қамырының қопсуын толықтай қамырдағы ашытқыдан бөлінетін көмірқышқыл газы қамтамасыз етеді.

Көптеген зерттеушілер ашытқылардың қамырды қопсытудағы рөлін құптай отырып, осы процесте қышқыл және газ түзгіш бактериялардың да айтарлықтай рөлінің бар екендігін айтады.

Шынында да қара бидай ашымалын әдеттегі температурада (30^оС жоғары емес) дайындағанда микроорганизмдер құрамына ашытқылармен бірге энергетикалық газ түзгіш шын емес (неистинные) сүт қышқыл бактериялары да кіреді. Осы бактериялар саны ашытқы клеткаларының санынан бірнеше есе көп.

М.Ф. Попов (1884 ж.), В.Л. Омелянский (1924 ж.) Г.Л. Селибер және олардың қызметкерлері зертханалық жағдайда қара бидай қамырының қышқыл және газ түзгіш бактериялары көбейтінділерімен ғана дайындау нәтижесінде қанағаттанарлықтай қопситынын көрсеткен. Бұл бағыттағы жұмыстар тек зертханада ғана емес, өндірістік жағдайда да Е.А.Гладковый және П.М. Плотников, М.И.Княгиничев, З.И.Шмидт зерттеуімен жүргізілді.

Осы зерттеулерде ашымалды да қамырды да жоғарғы температурада: Гладковый - 33-34^оС, Плотников, Княгиничев және Шмидт - 35-37^оС дайындаған.

Нанның дәмі сүт қышқылы, сірке қышқылы және т.б қышқылдардың санына ғана емес, олардың қатынасына да байланысты екені белгілі. Нандағы жалпы қышқылдардың мөлшерінен сірке қышқылының үлесі көп болса, оның дәмі өткір болып кетеді. Бірақ сірке қышқылы өте аз болса да, әсіресе қарапайым ұннан дайындалған қара бидай нанының дәмі жеткіліксіз болады. Қара бидай нанының жалпы қышқылдығында сірке қышқылы 20-40% шамасында болу керек.

Егер ұшқыш қышқылдар 30%-дан жоғары болса, онда нанның дәмі орташа титрлеуде қышқылдылық дұрыс болғанына қарамастан өткір қышқыл болады.

Қара бидай нанындағы қышқылдың масалық үлесінің 8% құрайтын янтарь, алма, шарап, лимон қышқылдарының оның дәміне әсері әлі анықталмаған.

Сүт қышқылы қара бидай қамырының реологиялық жағдайына және ақуыз пептизациясына жақсы әсер етеді. Сондықтан тәжірибе жүзінде сүт және сірке қышқылы қатынасын реттеп тұратын әдістерді қолдану маңызды.

Қамырда қажетті сүт және сірке қышқылының қатынасын алудың ең тиімді түрі ашымал дайындау кезінде белгілі қатынаста шын және шын емес (истинные и неистинные) сүт қышқылды бактерияларының таза көбейтінділерін қосу. Осындай ашымалда қамырды өндірістік циклде дайындау кезінде бірінші бірнеше күнде шынында да ондағы енгізілген қышқыл түзгіш бактерия көбейтінділерінің берілген қатынасы сақталып тұрған.

3-4 күннен кейін қамырдағы сүт және сірке қышқылының қатынастары әдеттегі, аяқ астынан дайындалған ашымалға жақын болған.

Сондықтан ашымалдағы микроорганизмдердің құрамын және қышқылдың қатынасын реттеудің уақытқа қарай тұрақты және тиімді әдісі бұл ашымал дайындау режимін өзгерту болып табылады. Мысалы, ашымалда ұн мен су мөлшерін өзгерту арқылы сүт және сірке қышқыл қатынасын өзгертуге болады. Ашымалда су ұнға қарағанда аз, консистенциясы бойынша мықты болса, қышқыл түзу жылдамдығы және жалпы қышқылдықтағы сірке қышқылының үлесі жоғары келеді.

Ашымалға қышқылға тұрақты ашытылған ашытқы қосу, қышқыл түзуді тездетеді, ал керісінше, сірке қышқылының үлесін төмендетеді. Бұл ашымалда көмір қышқылының жинақталуы мен көміртек диоксидінің түзілуіне байланысты.

Қара бидай ашымалының микроорганизмдерінің құрамы мен қасиетінің және олардағы ашу кезіндегі бөлінетін өнімдердің қатынасының өзгеруінің тиімді әдісіне температураның өзгеруі жатады. Ашымалдың ашу температурасы 25-40^оС жоғарыласа, қышқыл түзу тезірек жүріп, сүт қышқылды бактериялардың қатынасы өседі.

Ашымалдың температурасының жоғарылауы термофильді сүтқышқылды бактериялардың көбеюі мен өмір сүруіне өте қолайлы орта тудырады.

Жоғары температурада ашытқы клеткаларының өлшемі кішірейіп, белсенділігі төмендеп кетеді. Ашытқы клеткаларының мөлшері де ашымалдың көлеміне қарай өзгереді.

Селибер ашымал микроорганизмдерінің көптеген түрлерінің өзара қатынасын қарастыра келе, қоректік ортада әртүрлі мөлшерде және қатынаста болатын ашытқы және В тобындағы қышқыл түзгіш бактериялардың бірігіп культивирленуінің әсер етуі әртүрлі болады деп тұжырымдаған. Бірінде ортақ қатынастағы культивирленген микроорганизмдерде ашытқылардың көбею коэффициенті төмендесе, ал кей жағдайда төмендемейді.

Қышқыл түзгіш бактериялардың көбею коэффициенті әртүрлі топтағы ортақ ашытқылармен культивирлегенде барлық жағдайда төмендеген. Бұл жұмыста Селибер соңғы бұзылған ашытқы клеткаларының сүт қышқылды бактерияларының жоғары температурада тікелей пайдасыз қоректенудің (паразитирования) жүретіндігін көрсеткен.

Селибердің пайымдауынша, белгілі қатынаста ашытқы мен қышқыл түзгіш бактериялардың бірге культивирленуі ашытқы мен бактерияның көбею коэффициентін төмендеткенімен, қоректік ортада қышқыл жинақталуды тездеткен. Бұл ашытқы мен бактерияның бірге өмір сүруі ашытылатын микроорганизмдердің көбею жылдамдығының мәні зор ашымалда емес, олардың көбеюінің мәні жоқ соңғы фаза – қамырда маңызды болып табылады.

Қара бидай қамырына тән ұзақ немесе аз уақыт культивирлену кезіндегі қышқыл түзгіш бактериялар ұнның өзіндік емес микроорганизмдерін толықтай ығыстырып жібереді. Бұл жердегі негізгі фактор ашымалдағы жоғары мөлшердегі сүт қышқылы болып табылады.